Optikai eszközök (3) - Absztrakt. Fizikai kézikönyv Fényképezőgép és egyéb optikai eszközök Világító és vetítő eszközök

Azok az eszközök, amelyek a terep és a rajta elhelyezkedő tárgyak vizuális megfigyelését, valamint a kísérő háttértől való megkülönböztetését biztosítják az azonosítás és a rájuk gyakorolt ​​hatásról a rendelkezésre álló eszközökkel történő döntéshozatal érdekében, a következők: - az éjjellátó készülékek, amelyek az átalakítás elvét alkalmazzák. kép a terepről és a szabad szemmel láthatatlan célpontokról éjszaka látható kép; - alacsony természetes éjszakai megvilágítás mellett működő televíziós adócsöveken alapuló éjjellátó eszközök; - hőleképező eszközök, amelyek azt az elvet használják, hogy a terep és a célpontok saját hősugárzását (hőkép) emberi szem által megfigyelhető képpé alakítsák, beleértve a köd, eső, havazás és mesterséges interferencia körülményeit is - füst és az aeroszolos képződmények maszkolása éjjel-nappal; - olyan éjjellátó készülékek, amelyek a célpontok lézeres megvilágítását használják a megfigyeléshez éjjel-nappal korlátozott látási viszonyok között, amelyeket meteorológiai tényezők vagy mesterséges álcázás és ellenséges ellenintézkedések okoznak.

Az emberi szem spektrális érzékenysége Az elektromágneses hullámok spektrumában, a század nanométernél kisebb hullámhosszú gammasugárzástól a több tíz kilométeres hullámhosszú rádiósugárzásig az emberi szem spektrális érzékenysége egy keskeny sáv 0,4-0,76 mikron a látható tartományban. A tudomány szerint a látószervekből származó információ mennyisége az emberi érzékszervekből származó összes információ 90%-a.

Sáv neve Hullámhosszak, λ Frekvenciák, νForrások Rádióhullámok Extra hosszú 10 km-nél kevesebb, mint 30 kHz Légköri jelenségek. Váltakozó áramok vezetőkben és elektronikus áramlásokban (oszcillációs áramkörök). Hosszú 10 km - 1 km 30 k Hz - Hz Közepes 1 km m 300 k Hz - 3 MHz Rövid 100 m - 10 m 3 MHz - 30 MHz Ultra rövid 10 m -1 mm 30 MHz GHz Infravörös sugárzás 1 mm nm 300 GHz THz Molekulák és atomok kisugárzása termikus és elektromos hatások hatására. Látható (optikai) sugárzás nm 429 THz -750 THz Ultraibolya nm 7,5×10 14 Hz - 3×10 16 Hz Atomok sugárzása gyorsított elektronok hatására. Röntgen 10 nm -5 pm 3× ×10 19 Hz Atomfolyamatok gyorsított töltött részecskék hatására. Gamma kevesebb mint 17 óra több mint 6×10 19 Hz Nukleáris és űrfolyamatok, radioaktív bomlás.

A vizuális folyamat rövid fogalma 1. A szemlencsével fókuszált képet a retina fényérzékeny szemfogója érzékeli, amely kétféle fotoreceptorból áll: pálcikákból és kúpokból, ahol a fény elnyelődik, illetve a fény. az általa kapott energia az agyba továbbított elektromos jelekké alakul. Minden vizuális érzékelés rudak és kúpok segítségével valósul meg, azonban a színmegkülönböztetés csak a kúpokban rejlik, míg a világos és sötét megkülönböztetést rudak és kúpok egyaránt végrehajtják. 2. A szem felbontóképességét napfényben kúpok biztosítják és 0,5 -1 ív. min, alkonyatkor pedig leesik, átadva funkcióit a botok apparátusára. Ebben az esetben a szem spektrális érzékenysége rövidebb hullámhosszok felé tolódik el, maximuma pedig 0,55 μm hullámhosszról 0,51 μm hullámhosszra megy át. A szem spektrális érzékenységének görbéi: 1 - nappal; 2 - sötétben

Az érzékenység változásához való alkalmazkodás képessége a pupilla megvilágításától függően. Ismeretes például, hogy szürkületben a szem 100-szor kisebb fényerőt képes érezni, mint éjszaka. nappal. A sötét adaptáció, vagyis a szem adaptációja a sötétséghez két szakaszban megy végbe: az első, körülbelül 2 percig tartó, amikor a szem érzékenysége 10-szeresére nő, és a második, 8 percig tartó, amikor az érzékenység további 6-szorosára nő. alkalommal. A fényhez való alkalmazkodás akkor következik be, amikor a sötétséget hirtelen megzavarják. Az első pillanatban a látás teljesen megbénul, és a személy abbahagyja a látást. Ezután az adaptációs készülék működésbe lép. Ugyanakkor a pupilla élesen csökken, a rudak érzékenysége csökken, és a látás funkciói átkerülnek a kúpokra, amelyek lelassítják a rudak készülékét, és egy idő után kikapcsolják. Megkezdődik a teljes vizuális berendezés átstrukturálása a retinától az agyig, ami segít megbirkózni a tükröződéssel, és lehetővé teszi a látást nagy fényerejű körülmények között.

Tipikus megvilágítás, példák Megvilágítás, lx Ahol 10 5 Szíriusz fénye, a legfényesebb csillagéjszakai égbolt 0,0003 Holdtalan csillagos égbolt 0,01 Negyedhold 0,27 Telihold tiszta égen 1 Telihold a trópusokon 20-ig A tengerben ~50 m mélységben. 1000 Felhős nap; világítás tévéstúdióban 1-3 ezer dél a Vénuszon 4-5 ezer dél decemberben január ezer Tiszta napsütéses nap (árnyékban) ezer Közvetlen napsugárzás alatt

természetes szintek megvilágítás (a), látás és sötét adaptációs folyamat Ugyanakkor a csillagfény spektrális jellemzőinek intenzitása a közeli IR tartományban hajlamos megnövekedni, aminek következtében a szabad szemmel történő megfigyelés ilyen körülmények között, még adaptált szemmel is gyakorlatilag lehetetlen, mivel a szem már nem érzékenysége van ebben a spektrumtartományban.

A megfigyelési problémák megoldását befolyásoló tényezők 1. Egy tárgy észlelésének valószínűsége magának a tárgynak a szögméreteitől és a háttérrel való kontrasztjától függ. Minél nagyobb az objektum és minél nagyobb a kontraszt, annál hamarabb észlelhető ez az objektum. Ebben az esetben a tárgy azonosítását a szem központi régiója, a fovea végezheti, amely nagy felbontású. Egy objektum keresésekor az alakja nem játszik nagy szerepet, csak a területe számít az 1:1-től 1:10-ig terjedő oldalarányon belül. Ha egy tárgy szögméretét kétszeresére növeljük, az lecsökkenti az időszükségletet. 8-szor észleli. 2. A kontrasztérték határozza meg az objektum kereséséhez szükséges időt. A kontrasztot bármely ponton a tárgy és a háttér L f körüli fényereje és az L körül + L f összege közötti különbség aránya határozza meg. (átlag K=0,32). 3. A háttérnél világosabb és sötétebb, azonos pozitív és negatív kontraszt abszolút értékekkel rendelkező objektumok észleléséhez szükséges idő azonos. 4. A látómező növekedésével az objektum kereséséhez szükséges idő is megnő. A látómező kétszeres növelése 4-szeresére növeli a keresési időt, míg a keresési időt nem a mező alakja, hanem a szögterülete határozza meg. 5. A kis sebességgel mozgó tárgyak könnyebben észlelhetők, mint az állók, a nagy sebességgel mozgó tárgyak pedig nehezebbek a látható kontraszt romlása miatt. A sebesség további növelése az objektum láthatóságának elvesztéséhez vezethet. A mozgás rontja a tárgy látható kontrasztját, melynek értéke nemcsak a szögsebességtől függ, hanem a megfigyelt tárgy szögméretétől is.

A látás minőségén (4:3) alapul, amely lehetőséget ad a különböző hátterű tárgyak megfigyelésére nappal, valamint az optikai műszerek jellemzőire, amelyek meghatározzák az álló és mozgó tárgyak terepen történő megfigyelésének lehetőségét (nagyítás, látómezők, fényáteresztési együttható, bemeneti (E) és kilépő (d) pupillák átmérője) optikai eszközön keresztül nézve a tárgy észlelésének valószínűsége majdnem 3-szor nagyobb, mint a szabad szemmel történő észlelés valószínűsége .

Az időjárási viszonyok (a légkör állapota) hatása a megfigyelés hatékonyságára Sugárzási tartományok: (hullámhossz intervallumok) látható tartomány 0,4-0,7 µm; közeli infravörös 0,7-3,0 µm; középső és távoli infravörös 3-6 mikron, illetve 8-14 mikron. Légköri átviteli jellemzők (hőmérséklet +15º, páratartalom 40%). Az utolsó három az alapja a látórendszerek létrehozásának korlátozott látási viszonyok között

Természetes éjszakai megvilágítás A Nap a zenitjén van – a földfelszín megvilágítása eléri a maximumot, és több mint lux, körülbelül 70%-os atmoszféra átlátszósági együttható mellett. A horizont felé haladva a Nap által keltett megvilágítás mindössze 10 lux. (a napfény összetétele megváltozik, a légkörön áthaladva a kék és az ibolya sugarak jobban gyengülnek, mint a narancssárga és a vörös, aminek következtében a Nap maximális sugárzása a spektrum vörös tartományába tolódik el). A szürkület beálltával az égbolt fénye által keltett megvilágítás egészen csillagászati ​​szürkületig csökken, amit a legtöbb követ sötét idő nappal éjszaka (0,3-0,002 lux). Az égbolt spektrális sugárzása éjjel A Hold által létrehozott ENO változása fázisától függően

A KONTRASZTÉRTÉK HATÁSA A közeli infravörös tartományban a kontraszt növelésének hatása figyelhető meg a Föld természetes hátterét alkotó számos különböző anyag fényvisszaverő képességének éles gradációi miatt. Természetes anyagok spektrális visszaverődési jellemzői: fák 1 levelei; 2-fű;3-kavics; 4 fa kéreg Tartály és háttér visszaverődés: 1-vö. visszaverődés háttérreflexió, 2 tartályos reflexiós képesség Számos természetes háttér, például fű és lombozat visszaverő képessége meredeken növekszik a hosszabb hullámhosszokra való eltolódással, míg a fakéreg és a kavics állandóan tartja a reflexiós értéket. Ez olyan kontrasztot hoz létre, amely lehetővé teszi a kép megfigyelését az emberi látás számára hozzáférhetetlen területen. A tartály reflexiós együtthatója, akárcsak egy másik ember alkotta tárgyé, széles hullámhossz-tartományban megtartja értékét, miközben a háttér visszaverő képessége megnő, ami ebben a spektrumtartományban eléri a detektáláshoz szükséges kontrasztot.

Következtetések: 1. Mivel az emberi szem érzékenységének spektrális maximuma napfényben 0,55 μm hullámhosszra esik, és szürkületkor alacsony megvilágításnál rövidebb hullámhosszak felé tolódik el, 0,51 μm-ig, míg a spektrum EHO maximumának tendenciája van. a hosszú hullámok felé való elmozduláshoz szükségessé vált eszközöket találni a sötétben való látáshoz. (1869-ben az "infravörös" nevet a hősugárzásnak adták, ellentétben egy másik, szintén láthatatlan sugárzással - az 1801-ben felfedezett ultraibolya (UV) sugárzással). 2. Az ultraibolya spektrumot nem használják éjszakai látásra, mivel a légkör és sok más optikai közeg erősen elnyeli az UV-sugárzást, míg az infravörös sugarakat a légkör elég jól átereszti, és számos fizikai tulajdonsággal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik aktív éjjellátó eszközökben célmegvilágítási eszközként (IR keresőlámpák) használják, valamint átalakítók létrehozására a céltárgyak infravörös sugarakban történő megfigyelésére. 3. Felhős időben, éjszaka, amikor az eget sűrű felhőréteg borítja, a célpont infravörös sugárzással történő besugárzása segítene a cél észlelésében az infravörös tartomány kontrasztjának erőteljes növekedése, de a spektrális érzékenység miatt. A 0,76 μm-es hullámhossz által határolt szem nem nyújt megoldást erre a feladatra. 4. Az éjszakai látás problémájára mindig is a 0,75-0,9 mikron tartományban érzékeny eszköz létrehozása volt a megoldás, majd az ebben a tartományban lévő képet a szem számára elérhető hullámhossz-tartományba alakították át.

Éjjellátó készülékek képerősítő csövei (NVD) A fotoelektromos vevők, amelyek elve egy elektron sugárzás hatására történő leválásán (belső fotoelektromos hatás) alapulnak, végül lehetővé tették a képerősítő cső létrehozását. , majd egy éjjellátó készüléket. Vászonüveg: 1-fotokatód; 2-fémezett lumineszcens képernyő; 3-üveges henger; 4-elektronok áramlása; 5-elektronok, amelyek nem kaptak kellő gyorsulású oxigén-cézium ezüst fotokatód foszforréteget, áttetsző fémezett képernyővel Működési elv: - az infravörös sugarak folyama vagy egy objektív IR sugarakban lévő képe lencsével fókuszált a fotokatódra irányítva egy ilyen átalakító, amelyet Holst-üvegnek neveznek; - kvantumai elektronokat vonnak ki a fotokatódból, amelyek a nagyfeszültség által létrehozott gyorsuló tér hatására a képernyőre kerülnek; - az elektronok foszforral való ütközésének helyén egy izzás jelenik meg, amelyet a szem észlel. Hátrányok: -nincs az elektronok fókuszálása; - homályos kép a képernyőn. foton elektron foton hν 1>е >hν 2, ahol hν 1 és hν 2 a ν 1 és ν 2 frekvenciájú beeső és kibocsátott fotonok energiája; h Planck-állandó, egyenlő 6,626 10 34 J s. e >hν 2, ahol hν 1 és hν 2 a ν 1 és ν 2 frekvenciájú beeső és kibocsátott fotonok energiája; h Planck-állandó egyenlő 6,626 10 34 J s.">

Az elektrosztatikus fókuszáló 1-fotokatódos képerősítő cső működési elve; 2-fókuszáló gyűrűk; 3 - egy elektronikus lencse szimbolikus képe; 4-elektron pályák; 5-lumineszcens képernyő; 6-anód; 7-feszültségosztó Ebben a képerősítő csőben az elektronsugarat fókuszáló gyűrűk segítségével fókuszálták, amelyekre egy nagyfeszültségű áramforrásról egy feszültségosztón keresztül állandó feszültséget vezettek. A fókuszáló gyűrűk ekvipotenciális mezőket képeztek, amelyek feszültségeloszlásukat tekintve lencsére hasonlítanak, aminek következtében ezt a fajta fókuszálást elektronikus lencsének kezdték el nevezni, ellentétben egy másik, mágneses mező kialakításával végrehajtott fókuszálási módszerrel. mágneses lencse (állandó gyűrűs mágnesekkel vagy induktorokkal.

MŰKÖDÉS vázlata NVD NULLA GENERÁCIÓS (AKTÍV) 1-sugárzás objektum; 2- IR sugarak áramlása; 3-IR megvilágító; 4-lámpás; 5-IR szűrő; 6-el.opt. eszköz; 7 lencsés; 8- okulár; 9-EOP; 10-fotokatód; 11-es lumineszcens képernyő Pozitív szempontok: A nulla generációs csövek az aktív éjjellátó készülékek létrehozásának alapjává váltak, amelyek pozitív minősége az ENO értéktől való függetlenség, ami lehetővé teszi teljes sötétben történő használatát: beltéren, mélyen árkok, földalatti építmények. Hátrányok: 1. Rossz látási viszonyok között - eső, köd, havazás - a megfigyelési tartomány az aktív éjjellátó készülékeknél jelentősen lecsökken, mivel az esőcseppek, hópelyhek és ködszemcsék visszaverik az IR megvilágító sugárzását, létrehozva az úgynevezett háttérvilágítást. a készülék képerősítő csövének fotokatódja. 2. A lopakodó és a hirtelen tûznyitás kizárt, mivel az IR megvilágítóval ellátott aktív éjjellátó eszközöket az ellenség könnyen észleli.

Az éjjellátó készülékekben használt fotokatódok jellemzői Oxigén-cézium ezüst fotokatód S1 A sugárzási érzékenység jelentéktelen értéke - valamivel több, mint 2 mA/W - és az alacsony kvantumhozam - körülbelül 0,4% - nem biztosította a tárgyak megfigyelésének lehetőségét természetes éjszakai körülmények között megvilágítás. Ennek eredményeként az ezzel a fotokatóddal ellátott képerősítő cső alkalmazásra talált az aktív éjjellátó eszközökben, amelyek aktív célmegvilágítási módszert alkalmaznak. Alkáliföldfémek - kálium, nátrium és cézium alapú S11 antimon hozzáadásával A kvantumhozamot az S 1-hez képest közel 3-szorosára lehetett növelni. A termikus emisszió értéke jelentéktelen. Az S11 nem talált alkalmazást a képerősítő csőben, mivel spektrális karakterisztikája maximuma a hullámhossztartományban 0,4 0,6 μm, ami éjszakai látás szempontjából nem érdekes. Az S20 egy többlúgos típus, amely nem igényel hűtést, ugyanakkor a spektrális tartományban nagy kvantumkibocsátással rendelkezik, ami lehetővé teszi az NVG ENO körülmények közötti működtetését. Éjjellátó erősítő csövekben használt fotokatódok jellemzői Multi-alkaline fotokatódok - S20ER és S20 Ezek alapján a képerősítő csövek új generációja nőtt ki, amely kielégíti a működési feltételeket a 0,7 μm-es hullámhosszon túli spektrumtartományban, sorrendben használja ezt a leghatékonyabb régiót az éjszakai látáshoz olyan fényerőnövelő képekkel, amelyek lehetővé teszik EHO körülmények között, megvilágítás nélkül működő passzív eszközök létrehozását.

Nulla generációs moduláris képerősítő cső száloptikai lemezekkel (FOP) üveg bemeneti és kimeneti ablakok helyett a képerősítő csőben. Az FOP-ok mikroszkopikus üvegszálas fényvezetőkből állnak, amelyek képesek nagy tisztaságú képet továbbítani, és lehetővé tették a gömb alakú katódok és képernyők használatát, ami jelentősen leegyszerűsítette a fókuszrendszerek elemeit és biztosította a nagy felbontású képátvitelt. Ennek eredményeként moduláris felépítésű ICT-csövek születtek 18, 25 és 40 mm átmérőjű fotokatódokkal és képernyőkkel. Az új készülékek átmenetet jelentenek az aktív éjjellátó eszközökről a képjavítást alkalmazó passzív éjjellátó készülékekre. A cső egykamrás jelátalakító vagy egykamrás cső. Egy ilyen cső gyorsítófeszültsége 15 kV. 1-IR sugárzás; 2 száloptikai bemeneti ablak; 3-fókuszáló elektródák; 4- száloptikai kimeneti ablak; 5-látható sugárzás; 6- foszfor képernyő; 7-fotokatód; 8-elektronnyaláb Hátrányok A cső kb. 80-as erősítést ad, ami az arra épülő éjjellátó készülékekben csak holdfényes éjszakán, illetve akkor is megfigyelhetővé válik, ha a vizsgált tárgy nyílt helyen van. Kevesebb kedvező feltételek egy ilyen csővel ellátott készülék nem ad megoldást az éjszakai látási problémákra.

Három, optikai szállal összekapcsolt, három erősítőből álló háromkamrás képerősítőcső Az egyik moduláris cső kimeneti képernyőjének a másik bemeneti fotokatódjával való összekapcsolása jelentősen növeli az első cső bemeneti fotokatódjára vetített, gyengén megvilágított kép fényerejét. . Az ilyen típusú képerősítő csövet kétkamrás vagy egyfokozatú képerősítő csőnek nevezik, mivel az első kamera egy IR-látható kép átalakító, a második pedig egy képfényerő-erősítő kaszkád. A háromkamrás konvertert kétfokozatú konverternek nevezik, mivel két erősítő fokozata van. Az erősítés a fokozatok számával nő: -egykamrás csőátalakító kb. 80; -kétkamrás - már 4000; -háromkamrás - rendbeli Ez lehetővé tette, hogy ennek alapján éjjellátó ENO-körülmények között történő megfigyelésre alkalmas eszközöket hozzanak létre anélkül, hogy infravörös reflektorral megvilágították volna a célokat, vagyis abszolút passzív megfigyelést, amely semmilyen módon nem leplezi le magát. Hátrányok - korlátozott mennyiségű fotoningadozás, amely megakadályozza az erősítés további növekedését a gyorsító feszültség növelésével az erősítési szakaszokban; - a felbontás csökkenése kaszkádról kaszkádra (kimeneten körülbelül a fele; - a kaszkád fényerősítők nagy érzékenysége a vakításra. Az I. generációs, nagy érzékenységű és alacsony zajszintű éjjellátó készülékek alkalmazásra találtak nehézfegyverek irányzékaként és hosszú- hatótávolság-megfigyelő eszközök, és a világ számos országának hadseregében állnak szolgálatban.1-IR-sugárzás; 2-szálas optikai bemeneti ablak; 3-fókuszáló elektródák;4-szálas optikai csatlakozókártya; 5-szálas optikai kimeneti ablak; 6- fény; 7- fotokatód; 8-foszfor képernyő; I-első fokozat; II-második fokozat; III-harmadik fokozat

A II. generációs erősítők (a fotokatódon külső sugárzás hatására létrejövő elektronnyaláb megsokszorozásának módszere, az első generációs UYaI-ben alkalmazott módszer helyett, a fotoelektronok gyorsításának nagy feszültséggel történő kölcsönzésének módszere helyett) Általános elv munka: Amikor a fotoelektronok kibocsátódnak a fotokatódból, közvetlenül a közeli lemezre, az úgynevezett mikrocsatornára irányítják, amely egy korong nagyszámú mikroszkopikus csatornával, amelyek fotoelektron-sokszorozók, a szekunder hatás csatornáiban történő gerjesztéssel. elektronkibocsátás. (az elektronikus áramlást nem vetik ki fókuszálásnak és foszfor-ernyőre vetítésnek) Mikrocsatorna lemez, 1 millió 760 ezer mikroszkopikus csatornát tartalmaz (5000 per 1 mm 2), egyenként 12 mikron átmérőjű. A mikrocsatornák mérete és száma a céltól függően változik. Az MCP csatorna hossza körülbelül 45 átmérőjű. A csatornák olyan lejtésűek, hogy a fotokatódból kibocsátott elektron ne repüljön mélyre, hanem a peremére ütközve halmaz formájában visszaverődik róla, lavinafolyamatot képezve. Előnyök: 1. A másodlagos elektronemisszió eredményeként a fény fényereje több tízezerszer nagyobb, mint a cső fotokatódján lévő infravörös sugárzás fényereje. 2. Az alkalmazott nagyfeszültség (kb. 1 kV) tízszer kisebb, mint az első generációs kamerák táplálásához szükséges feszültség. 3. Képvisszaadást biztosít MCP után fókuszálás nélkül, ami jelentősen csökkenti a cső axiális hosszát. A felbontás növelésére az MCP előtt nagyító elektronikus optikát használnak. 1-primer elektron; 2-szekunder elektronok; 3-as mikrocsatorna fala; 4- elektronlavina a kimeneten; 5-elektróda; 6 feszültségű forrás

A 2. generációs UNR-csövek típusai (1-es típus) Nullagenerációs egykamrás képerősítő csőre hasonlít, fotokatóddal és elektronikus fókuszlencsével, azzal a különbséggel, hogy a 2. generációs UNR-csövekben az elektronok a A fotokatód közvetlenül az MCP-be lép be, míg a nulla generációs csőgenerációban egy elektronikus lencse fókuszálja a képernyőre. A mikrocsatorna lemez által felerősített elektronáramlást egy szűk vákuumrésben kialakuló intenzív egyenletes elektromos tér gyorsítja és bombázza a lumineszcens képernyőt, amelyen látható kép jelenik meg. Az erősítő akár 1000-szeres fényáram-erősítéssel, akár 50 000-es erősítéssel rendelkezik, ami lehetővé teszi alacsony ENO-szinten működő éjjellátó készülékek létrehozását. II. generációs képerősítő az MCP-n: 1-IR sugárzás; 2 száloptikai bemeneti ablak; 3-vákuum; 4-fókuszáló elektródák; 5-sugaras elektron; 6 optikai kimeneti ablak; 7-látható sugárzás; 8 képernyős; 9 mikrocsatornás lemez; 10-es fotokatód

2. generációs UNU csövek típusai (2. típus) A 2. generációs erősítők második típusa kétszer használ elektronikus képátvitelt: a fotokatódról az MCP bemenetre és az MCP kimenetről a lumineszcens képernyőre. A hatást speciális technológiai és tervezési technikákkal érik el (vákuumtranszfer technológia). Az ezzel a technológiával készült csöveket rétegcsöveknek nevezik, és rendkívül kompaktak. Réteges cső segítségével az éjjellátó készülékben lévő kép a bemeneti és kimeneti méretek torzítása nélkül reprodukálódik, azaz csak a kép fényereje fokozódik. A cső szükség esetén a kimeneten optikai szálas elemmel van ellátva, amely a kép 180°-os elforgatását biztosítja, ami jelentősen csökkentheti az éjjellátó készülék hosszát. Képerősítő cső III gallium-arzenid fotokatóddal: 1-fotokatód; 2 mikrocsatornás lemez; 3- képernyő; 4 optikai 180°-os képforgató elem; 5-toroidális tápegység

A II generációs képerősítő cső előnyei 1. Könnyűség, kompaktság, hordozható készülékekben való felhasználás lehetősége. 2. Kevésbé érzékeny a közeledő lövések, világítóberendezések fáklyái és jelzőlámpák villanására. Amikor egy világító test belép a második generációs éjjellátó készülékek látóterébe, a megvilágítás helyi jellegű, és a fényforrás szögméretén belül történik, anélkül, hogy fényudvart hozna létre, mint az első generációs éjjellátó készülékeknél. 3. A II. generációs éjjellátó készülékek olyan távolságban biztosítják a célpontok megfigyelését, amelyek az első generációs éjjellátó készülékek hatástartományát 1,5-szeresen, csillagos éjszakán pedig 1,8-szor haladják meg.

III generációs képerősítő Ezek a csövek, valamint a II. generációs csövek MCP-ket használnak UNU-ként. A harmadik generációs cső jellemzője egy rendkívül hatékony fotokatód, amely a Mendelejev - gallium-arzenid periodikus rendszer III. és V. csoportjának elemeinek affinitásának negatív hatásán alapul. A gallium-arzenid fénykvantumok abszorpciója során keletkező fotoelektronok a prekurzorokkal (S20ER és S20) ellentétben vákuummal érik el a felületet a határon. - Előnyök: - a fotocellák emissziója közel 4-szeresére nő a második generációs fotokatódokhoz képest a körülbelül 0,9 mikron hullámhosszú spektrális sugárzásnak köszönhetően, amely nagy felbontású célpontokat biztosít ebben a spektrumtartományban, ahol a kontraszt eléri maximális értéke, ami a célpontok felderítési és azonosítási körének növelését jelenti természetes háttérrel szemben; - A III generációs erősítővel ellátott NVD abban különbözik a II. generációs NVD-től, hogy a fotokatód nagyobb hatékonysága lx vagy kisebb megvilágítás mellett a 0,9 μm hullámhosszú területre való előrelépés miatt, míg a II generációs UYaI-vel rendelkező NVD nagyobb megvilágítás mellett biztosítja a működést; - a mikrocsatorna lemez a fotokatódtól tizedmilliméter távolságra van felszerelve kb. 1000V gyorsítófeszültséggel, ami biztosítja a cső nagy tömörségét. II (S20) III (GaAs) generációs fotokatódok spektrális jellemzői: 1 - S20; 2- GaAs

Az éjjellátó készülékekkel szemben támasztott követelmények 1. Magas képminőség biztosítása egységes felbontással a teljes látómezőben. 2. Elegendő képfényerő. 3. A fényerő helyes elosztása a képterületen. 4. Automatikus fényerőszabályozás megléte az erős fény ellen. 5. Elegendő megfigyelési tartomány. 6. Erő. 7. Kosz és nedvesség elleni védelem. 8. Teljesítmény sokoldalúsága. 9. A készülék kényelme és egyszerű használata.

Az NVD 1 általános blokkvázlata - lencse; 2 - képerősítő cső; 3 - kollimátor lencse (nagyító); 4 - elválasztó prizma; 5 - teleszkópos rendszer; 6 - beépített tápegység; 7 - autonóm tápegység; 8 - UE; 9 - kisfeszültségű feszültségátalakító; 10 - kábel; 11 - adapter; 12 - fúvóka (eltávolítható)

ESSZÉ

" Optikai eszközök"

1. Fényszűrők

Fényszűrők segítségével általában a spektrum egy részét elválasztják a többitől. Ez azt jelenti, hogy éles abszorpciós élű fényszűrőt keresnek mind a spektrum hosszúhullámú részének, mind a rövidhullámú oldalról. A sárga vagy piros szűrők abszorpciós görbéje élesen esik a spektrum rövid hullámhosszú részében. Segítségükkel szinte minden kívánt helyről levághatja a spektrum rövid hullámhosszú részét. Az ilyen típusú szűrők kereskedelmi forgalomban kaphatók; megrendelheti a kívánt abszorpciós karakterisztikát és beszerezheti a megfelelő tulajdonságokkal rendelkező szűrőt. Sokkal nehezebb színes üvegszűrőkkel olyan abszorpciós görbét elérni, amely a spektrum hosszú hullámhosszú részében élesen leesik, ha az üveg homogenitására nagy követelményeket támasztanak. Ebben az esetben szerves festékekkel festett zselatin szűrőket használnak. Az alábbiakban felsorolunk néhány irányelvet az ilyen szűrők gyártásához.

A spektrum egy szűk tartománya elkülöníthető Schott-szűrők kombinációjával. Erre a célra nagyon előnyös az interferenciaszűrők alkalmazása. Nagyfokú átlátszóság és szűk átviteli terület jellemzi őket. Interferenciaszűrők segítségével nagyon kényelmes bizonyos vonalakat elkülöníteni a spektrális lámpák vonalspektrumaitól. Két vagy több azonos típusú interferenciaszűrő egymás utáni alkalmazásával az átvitt háttér jelentősen csillapítható. Az interferenciaszűrőket n = 225 ligából az infravörös tartományba történő maximális átvitellel gyártják. A spektrum ultraibolya részének szűrőinek gyártása még mindig számos nehézséggel jár. A közelmúltban megjelentek a piacon interferenciaszűrők a spektrum széleihez és az egyes vonalakhoz. Az ilyen szűrők különféle kombinációival tetszőleges spektrális sávszélesség érhető el.

Az interferenciaszűrőket a legjobb vásárolni. Nincs értelme saját maga készíteni egy ilyen szűrőt.

Az interferenciaszűrők használatakor figyelembe kell venni, hogy a beeső sugarak irányának változásával ezek áteresztőképessége megváltozik. A sugáráramban lévő interferenciaszűrők keveset melegszenek fel, mivel nagyon csekély abszorpciójuk. Az energia, amely nem megy át a szűrőn, visszaverődik. Ezért intézkedéseket kell hozni a visszavert sugarak káros hatásainak kizárására. A nagy abszorpciós üvegszűrők intenzív besugárzás során nagyon felforrósodnak, abszorpciós görbéjük megváltozik. A vörös szűrők spektrális határa a hőmérséklet emelkedésével a spektrum vörös tartományába tolódik el. Ezzel kapcsolatban megemlítjük, hogy a nagynyomású higanylámpa forró kvarc burájának átviteli spektrumának határa a 254-nél nagyobb hullámhosszúságú tartományban van. mmk.

A színezékeket zselatin oldatokba visszük, amelyeket üveglapokon szárítunk. A Hodgman által kiadott 41 zselatinszűrő receptjei. Az alábbiakban ezek közül mutatunk be néhányat. Az üveglapokat először nátronlúg vizes és kálium-dikromát kénsavas oldatával kell megtisztítani; a zselatint lemérjük, egy órán át hideg tűzhelyen mossuk és összegyúrjuk. Akkor vállald a 20-at G. száraz zselatin 300 cm 3 vizet, oldjuk fel 40 °C hőmérsékleten és szűrjük le. Ezt a zselatinoldatot 45 °C-ra melegítjük, összekeverjük a festékkel, majd pipettával üveglapra öntjük, és a jelzett módon megtisztítjuk; a lemez előre vízszintesen van felszerelve és portól védett. Két így elkészített tányért száradás után összeragasztunk kanadai balzsammal.

A zselatin oldat, ha cukrot adunk hozzá, még jobban tapad az üveghez. A timol alkalmas a zselatin oldat fertőtlenítésére: ebből az anyagból egy kis, kámforra emlékeztető darabot dobnak az oldatba. Fő szubsztrátumként a "krómzselatin" használható: 100-ig cm 3 1%-os zselatinoldatot adunk hozzá 5 cm 3 5%-os krómtimsó oldat.

A jó szűrő gyártásához azonban szükség van a festékek speciális tulajdonságainak bizonyos ismeretére és a velük való munkavégzés bizonyos módszereinek ismeretére; azt kell gondolni, hogy E.J. Wallnak igaza volt, amikor abbahagyta a színszűrők gyártását. Ezért minden esetben mindenekelőtt részletesen meg kell ismerkedni a megjelölt szerző vagy Weigert monográfiájával e témában. Minden olyan színszűrőnél, amelyben a festék zselatinban van feloldva, fennáll annak a veszélye, hogy a színük néhány hónapon vagy éven belül megváltozik, különösen akkor, ha a réteg Kanada balzsammal van ragasztva, és ha a szűrőt sokáig fényben hagyták. idő. A színes zselatin fóliák számos cégtől beszerezhetők a kereskedelemben.

Ajánlani tudjuk még az ún monokromatikus szűrők, közel azonos szélességű sávok, amelyek egymással szomszédosak és elkülönülnek a spektrumtól. Kétféle monokromatikus szűrő létezik: szélesebb és szűkebb spektrális tartományokhoz. Ha az átviteli régió szűkül, akkor a maximális átviteli érték is csökken - több százalékkal. A monokromatikus szűrők sikeresen használhatók a szórt fény kiküszöbölésére egyszerű monokromátorokban.

Szürke üvegek esetében az átviteli görbe általában véve nem mutat függést a hullámhossztól. A piros részen túl az átlátszóság mértéke a legtöbb esetben drámaian megnő. Ezt a tulajdonságot szem előtt kell tartani, amikor az ilyen üvegeket például ék formájában használjuk csillapítóként egy spektrális berendezésben. A szürke szűrő szelektivitása nagyon fontossá válik nagyon sűrű szűrők esetén. A fényképekkel előállított szürke szűrők viszonylag nem szelektívek. Sajnos a legtöbb esetben hajlamosak egy kicsit szórni a fényt, így ezeknek a szűrőknek a használatakor a szórt sugarak további fényhatást okozhatnak.

Sokkal egyszerűbb folyadékszűrőket készíteni. A színezőoldatot sík-párhuzamos falú fürdőbe öntjük. Erre a célra igen alkalmasak a 111. oldalon említett hengeres üvegedények, melyeknek végeinél síkpárhuzamos lemezek olvasztatnak; az oldalán egy folyamatot forrasztanak az edénybe, hogy megtöltsék folyadékkal. Széles körben ismert Leybold hajói; rájuk, valamint a kis küvetták gyártására lásd Weigert. Több, egymás mögött elhelyezett, jól körülhatárolható rétegből származó folyadékszűrők viszonylag egyszerűen összeállíthatók megfelelő küvetták segítségével.

A színes szervetlen sók különösen alkalmasak folyadékszűrők töltésére, mivel teljes fényállóságot mutatnak.

A következő útmutatások Gibson munkájából származnak,

4400 A: 5%-os vizes kálium-ferricianid-oldat,

5000 A: 6%-os vizes kálium-dikromát oldat, "

6000 A: réz-oxid vagy heges üveglapok,

780: jód szén-diszulfidban,

8200 A: ebonit; 0,3 vastagságú lemez áteresztőképessége mm 1 luxnál 37%, 2-nél mk 61%.

Az alábbiakban különböző infravörös szűrők adatai találhatók. Ezeket a szűrőket, valamint számos színezéket Merkelbach 0,6 és 2,8 közötti tartományban vizsgálta. mk.

Másodosztály

Meghatározott hosszú hullámhosszú permeabilitási határértékkel rendelkező szűrők: 1 vízréteg cm. Permeabilitás l=1-nél mk 80%, l= 1,5 lek 0%-nál.

57 G. réz-szulfát rá. 1 liter víz, rétegvastagság 1 cm. A megoldás l = 5800 A-nál halad át 80%, l = 7500 A-tól kezdve a hosszú hullámok irányába átlátszatlan.

A vas(III)-klorid félig telített vizes oldata 10 rétegvastagságnál halad át. mm: l=0,7-nél mk 40%, l=0,8-nál jitk 5%, n=0 esetén, és mk 0%. Sajnos a megoldás instabil. Schott BG 19-es üveg 2-es vastagságban mm passzol: l=0,55-nél mk 90%, l=0,7-nél mk 50%, l-nél pedig 0,9-ről 2,8-ra juk a rá eső fény kevesebb mint 5%-a.

A vörös fény erősebben nyelődik el, mint a fenti cég rövid hullámhosszú kék-zöld szűrője, valamint a porosz kék.

Szűrők speciális célokra

Ha a Pfund által javasolt módszer szerint celluloid filmeket szeléngőzzel kezelnek, akkor fekete réteget kapunk, amely, ahogy Barnes és Bonner kimutatta, egy 0,7 vastag kvarclemezzel együtt mm csak 40 ligát meghaladó hullámhosszú sugarakat továbbít. A papír 1 és 120 közötti abszorpciós görbéket mutat be jitk.

A zöld fényt 73%-ban áteresztő aranyrétegek Kisfaludi szerint kizárják a vörös és infravörös sugarakat.

A legtöbb esetben az R.V. által javasolt három szűrő. Fa: egy réteg habarcs ezután

Felállás: 10 mg nitrozo-dimetil-anilin 100 ml vízben, 5 mm vastag; ez a szűrő áthatolhatatlan az 5000-3700 A hullámhosszúságú sugarakkal szemben, és áteresztő a 3700-2000 A hullámhosszon. Hosszú távú tárolás során az oldat áthatolhatatlanná válik az ultraibolya sugarak számára anélkül, hogy színe megváltozna. Egy vékony ezüstréteg átlátszó a 3400-3100 A hullámhosszúságú sugaraknak. Ennek a rétegnek a permeabilitási görbéje a fényvisszaverődési görbe tükörképe. Egy ilyen szűrő elkészítéséhez egy kvarclemezt ezüstöznek, olyan vastag réteget hozva létre, hogy rajta keresztül nézve a Nap kék korongnak tűnik, és a házak körvonalai a fényes égbolt hátterében már nem látszanak. . Az ezüstrétegre ólom-acetáttal impregnált szűrőpapír gyűrűt helyeznek; majd erre a gyűrűre egy kvarclemezt helyezünk. Ebben a formában a szűrőt több hónapig tárolják.

Woodnish azt is megjegyezte, hogy az alkálifémek nagyon vékony rétegei, amelyek már teljesen átlátszatlanok a látható fény számára, rövid hullámhosszú fényt eresztenek át. Ilyen réteget egy nagyon gondosan tisztított alkálifém elpárologtatásával lehet előállítani, a gőzök egy kvarc lombik falán rakódnak le. folyékony levegővel hűtve; Wood leírta az ilyen rétegek elkészítésének technikáját, de nem tekinthető egyszerűnek. O'Brien, valamint Watstone és Hurst folytatta a munkát ezen a szűrőn. Az áteresztőképesség határai a

Cs 4400 Rb 3600 K 3150 Na 2100 Li 1400 A-ig átlátszatlan marad.

Dressler és Rikk olyan fényszűrőt írt le, amely lehetővé teszi, hogy a szelén fotocella relatív spektrális érzékenysége szinte teljesen megközelítse szemünk érzékenységét.

Nem ajánlott ilyen fényszűrőt saját kezűleg készíteni, azt készen kell megvásárolni, mivel minden fotocellához speciális speciális fényszűrő kiválasztása szükséges. Ezenkívül ajánlott rendszeresen ellenőrizni a telepítés pontosságát.

A jól ismert Christiapsen-szűrővel egy viszonylag keskeny tartomány bármely adott hullámhossz közelében elkülöníthető. Egy ilyen szűrő 3 és 90 közötti hullámhosszokhoz mk Barnes és Bonner röviden ismertette. Korábban a szükséges hullámhossz-tartomány elkülönítéséhez a küvetta hőmérsékletének változását használták oldattal; Az Aye kálium- és bárium-bromid, valamint jódsav-vegyületek oldatát használja, amely viszonylag érzéketlen a hőmérséklet-változásokra. A szerző adatai szerint az oldat megfelelő koncentrációjának kiválasztásával lehetőség van a spektrum kiválasztott tartományának megváltoztatására. Ha önkomponált folyadékszűrőket használnak a higanylámpa spektrumában lévő egyes vonalak elkülönítésére, akkor a következő szűrőkombinációk javasolhatók. Ezek a kombinációk ugyanúgy alkalmazhatók, mint a szűrők, kiegészítve az interferencia-szűrőkkel. ■

Sárga dupla Az 5790/69 A akkor különböztethető meg, ha a higanylámpa spektrumát egy majdnem telített kálium-dikromát oldat rétegén vezetjük át, amelynek vastagsága 5 cm.

Zöld vonal 5461 A. Egy vízzel töltött küvettában oldjunk fel annyi tartrazint, amennyi szükséges a kék vonalak eltűnéséhez; vezérléshez használjunk zsebspektroszkópot. A sárga dublettet kereskedelemben kapható neodímium-nitrát hozzáadásával távolítjuk el. A megoldás szinte végtelenségig stabil. A szűrő kiválóan alkalmas spektroszkópiai és polarimetriás vizsgálatokra, valamint mikrofotózásra. Lehetőség van didímium üveg használatára is, ami azonban meglehetősen drága, mivel legfeljebb 2 mm vastag réteg szükséges. cm.

Vonalcsoport 4358–4347 8. keverék G kinin-szulfát 100-zal cm 3 desztillált vizet és híg kénsavat csepegtetünk hozzá mindaddig, amíg az elején kivált puffadt fehér csapadékréteg fel nem oldódik; feloldódása hirtelen következik be. Ennek a folyadéknak egy rétege, amelynek vastagsága 2 cm közönséges kobaltüveggel kombinálva a fent jelzett vonalcsoporton kívül csak a zöld vonal nyomait közvetíti. Ha ez utóbbi nem kívánatos, akkor az oldathoz pempo-rodamin B-t adunk. Mivel a kinin-szulfát oldat hosszan tartó fény hatására megbarnul, a Pfund 12 rétegvastagságú nátrium-nitrát oldatot ajánl. mm;átlátszósága 4358 A esetén 65%, 4047 A esetén 1%.

Erre a célra talán még jobban megfelel Sunny és munkatársai által a közelmúltban javasolt nitrobenzol 6%-os alkoholos oldatának 0,01%-os "rozamin 56 extra" keveréke; rétege 1 vastag cm kihagyja a 4358 A vonalat, de a szomszédos vonalakat 0,1%-ra gyengíti; hangsúlyozni kell, hogy ez a szűrő kissé érzékeny a fény hatására.

A vonalhoz 3125 A Backström röviden leírta a következő szűrőt: 14-es oldat G. nikkel-szulfát és 10 g kobalt-szulfát 100-onként cm* desztillált víz; ez a fényszűrő 3 rétegvastagságnál enged át cm a 3342 A vonal 3,5%-a, de a 3125 A vonal 96%-a; minimum 2300 A-ig átlátszó. Ha másik 45 G. vízmentes savas kálium-ftalát, amely jól elnyeli a rövid hullámokat, ekkor a már szomszédos 3023 A vonal intenzitása 0,1%-ra csillapodik, míg a 3125 A vonal megőrzi a nagy permeabilitást. Egy egyszerű, de nem túl jó abszorber egy ezüstözött kvarclemez.

Egy vonal kiemeléséhez 2536 Oldenberg szerint 40 átmérőjű kvarclombik is használható. mm, klórral töltve körülbelül 6 °C-os nyomásig atm. A 4358 A vonal továbbra is nagymértékben legyengül, de a hosszúhullámú vonalak nem valószínűek.

Üvegszűrők és hagyományos, kereskedelemben kapható spektrális lámpák használatával lehetséges a spektrumban szinte egyenletesen elhelyezkedő vonalak elkülönítése. A folyadékszűrőkkel szemben az üvegszűrő előnye, hogy szinte végtelenül stabil. A D "Ans és Lax fizikáról és kémiáról szóló kézikönyvben a szűrők és a hozzájuk tartozó spektrális lámpák kombinációi szerepelnek.

A látható és ultraibolya fénynél jó eredményt adnak a kvarclemezekre párologtatással lerakott platina, ródium, antimon átlátszó fémrétegek.

Teysing és Göbert elegáns technikával készített egy szürke szűrőt, amelynek abszorpciója a 3000 A és 2,3 közötti hullámhossz tartományban mk gyakorlatilag állandó. Ennek érdekében az egyik rétegre egy második réteget raktak le, melynek abszorpciója a hullámhosszok csökkenésével csökken, aminek az abszorpciója az ellenkező irányba változik.

A ma már különböző cégek által gyártott polarizáló fóliák keresztezéskor változó, semleges sűrűségű szűrőként használhatók. A polarizáló prizmák helyett sok esetben nagy sikerrel használnak polarizáló filmeket. Keresztezéskor a legjobbak százszorosára csökkentik a fény fényerejét. A polarizáló prizmákhoz képest előnyük a nagyobb látómező. A filmek szinte korlátlan méretben készülhetnek. Néha nehézségek merülnek fel a termikus stabilitásuk biztosításának szükségessége miatt. A polarizátorok megbízhatóan védhetők a nedvességtől, ha szükséges, üvegkorongok közé ragasztva.

Egyrészt az ilyen típusú polarizációs szűrők gyártása, másrészt a kettős törésű fóliák gyártása ösztönzi a rotációs diszperziós szűrők tervezését. Ezt a szűrőtípust sok évvel ezelőtt leírta R.V. In ud a nátriumvonal komponenseinek elválasztásakor; az ilyen típusú szűrőket aztán Layot, Ehman, Regius és Haase fejlesztette ki. Egy Lyot-lyukkal ellátott szűrő egy 2 A szélességű csíkon haladt át 13%-os átlátszóság mellett a zöld részen, és 3 A-es 24%-os átlátszósággal a piros részen.

2. Tükörfelületek

A) fémek

Ezen a területen számos kísérleti vizsgálat eredménye a következő kvalitatív következtetésekhez vezet. Hosszú, néhány mikronos hullámhosszon a legtöbb fém a beeső fény 90–100%-át visszaveri. 15-től mk közel 4000 A-ig az ezüst minden más fémet felülmúl fényvisszaverő képességében; az infravörös tartományban 8500 A-ig az arany ugyanúgy tükröződik, mint az ezüst. A sárgaréz is nagyon jó reflektor a hosszú hullámhosszú tartományban. Az ilyen munka eredményeit grafikusan mutatjuk be az 1-1.

Ezüst és alumínium fényvisszaverő képessége

Ismeretes, hogy a hullámhosszok csökkenésével minden fém reflexiós képessége nagymértékben csökken, kivéve a szilíciumot. tükör fém, vagy a kifejezetten fényvisszaverő diffrakciós rácsokhoz használt úgynevezett Brashear ötvözet 68% rézből és 32% ónból áll. Pfund szerint a Lyman régióban a kvarc tükröz a legjobban, a tükörfém pedig a legrosszabbul.

B) A visszaverődést csökkentő rétegek

A visszaverődést kiküszöbölő vagy csökkentő rétegeket jelenleg széles körben használják az optikában. A vékony rétegek, például magnézium-, kalcium- vagy lítium-fluorid felvitelére szolgáló módszerek technikailag nagyon fejlettek lettek. A műszaki optikában már kezdik alkalmazni a visszaverődést kiküszöbölő többrétegű bevonatokat. A rétegek szilárdsága is jelentősen megnőtt. Először is, a gázfázisból lerakódott rétegek gyakorlatilag üvegkeménységűek, szinte elpusztíthatatlanok. A gőzleválasztási technikákat Geffken fejlesztette ki. Az ilyen rétegeken a reflexió csökkenése meglehetősen jelentős. A visszaverődési együttható kis mértékben függ a hullámhossztól, értéke 0,2-1% . Többrétegű bevonatok használatakor a visszaverődés hullámhossztól való függése csökken. Nagy fényvisszaverő képességű és alacsony abszorpciós tükrök is beszerezhetők. Ehhez azonban páros számú rétegre van szükség.

táblázatban. a fény átlátszóságát és szóródását egy bizonyos számú felületből álló optikai rendszer jelzi, feltételezve, hogy a ráeső fény c, = 5%-a vagy Q 1 = I%-a minden felületen visszaverődik. A két felülettel a visszaverődés csökkenéséből adódó nyereség a várakozásoknak megfelelően elenyésző, számuk növekedésével viszont olyan nagy lesz, hogy például 30 felületen közel hatszorosára csökken a káros szórt fény egy relatív ok miatt. az átvitel mértékének háromszoros növekedése.

3. Mikroszkóp és tartozékai, különösen hőmunkákhoz

Mikroszkóp, azaz világító eszköz, szemlencse és lencse, az egyik széles körben használt műszer. Említsünk még néhány kiegészítő berendezést, például egy kamrát az alacsony hőmérsékleten történő működéshez; ebben az esetben a tárgy egy lapos kamrában helyezkedik el, amelyen keresztül áramlik a hűtőfürdőn áthaladt száraz gáz. - 130 és - közötti hőmérsékleten való működéshez és kristályokhoz.

A fázisátalakulások, az olvadási folyamatok vagy a magas hőmérsékleten történő egykristályok képződésének mikroszkópos megfigyelése során bizonyos esetekben kis anyagmintákat lehet elhelyezni egy elektromosan fűtött U alakú fémszalagra. Ez a 60% Pt -) - 40% Rh ötvözetből készült szalag mikrokemenceként szolgál. A szalag méretei: vastagság 0,01 mm, szélesség 8 mm, oldalhossz 10 mm, távolság közöttük 1.2 mm; a kemencében a levegőt 1800 ° C feletti hőmérsékletre melegítik; ez a hőmérséklet hosszú ideig tartható. A hőmérséklet az izzószál áramától való függésének grafikonjából határozható meg, amelynek pontjait bizonyos anyagok ismert olvadáspontjaként kapjuk meg. Az alábbiakban felsoroljuk az erre a célra alkalmas anyagokat és olvadáspontjukat:

K 2 SO 4, CaO -MgO -2Si 0 2, BaO -2Si 0 2, CaO Al 2 O s ^ SiO 2, 15% MgO és 85% SiO 2 keveréke. Az Ordway által javasolt módszerben egy csepp olvadékot kapilláris erők tartják a nagyfrekvenciás váltakozó árammal felmelegített Pt–PtRh termoelem felületén. Állandó nyomás fűtött hőelemen a hőmérséklet mérésére szolgál. A hőmérsékletmérő áramkört a hőelem teljes hosszában szűrőkkel kell védeni a váltakozó feszültség hatásaitól. A hőmérsékletmérés abszolút hibája 1420°C-on 5°. A Velx módszerben a hőmérsékletmérő kör és a fűtőkör teljesen el van választva. A hőelemet egy félhullám 50 periódusos váltóáram fűti. A második félhullám alatt a termoelem a kompenzációs áramkörhöz csatlakozik a termo-EMF meghatározásához.

Fémmikroszkópiához magas hőmérsékleten vannak "gyári fűtőasztalok. Vákuumtömör edényeik vannak, amelyekben a vizsgált fém egy kis csiszolt darabját nagy vákuumban vagy védőatmoszférában hevítik, és a felülete a hőmérséklet hatására megváltozik. megfigyelt.

Telepítés polarizáló mikroszkópos kutatáshoz alacsony hőmérsékleten. A kamera polarizációs mikroszkóphoz való rögzítésének sémája.J- mikroszkóp objektív, 2 - parafa gyűrű,3 - üreges lemez forrasztott sárgaréz csővel4, folyékony levegővel leeresztve a 6 edénybe 5.7 - termoelem,S- ezüstözött fém tükör9 - hideg levegő kamraUgat - vastag falú sárgaréz cső,és- üveg cső12 - burkolat a cső számárayu, 13- kiegészítő fűtés,14 - porcelán cső,15 - lemez forrasztott sárgaréz csővel16, folyékony levegővel töltött edénybe merítve17, 18 - fűtés, 19 - dyoar, 20 – parafa gyűrű,21 - mikroszkóp tárgyasztallal alátámasztott gyűrű alakú lemez22.

Lencse állapota - az objektum nem lehet kisebb, mint 2,5-3 mm, akkor normál objektívekkel a maximálisan elérhető nagyítás nem haladja meg a 250–300-at. A metallográfiai módszerek fejlődéséről és az általuk kapott eredményekről Reinacher 18) ad áttekintést. Pfeiffer leír egy házi készítésű fűtőasztalt a könnyen oxidálódó ötvözetek mikroszkópos vizsgálatára. A fűtőtestet vízhűtéses üvegházba zárt üreges kvarctartóra helyezzük; a tartót egy olvasztott kvarc rész zárja le, amelyhez egy kvarc alátét van olvasztott. A fűtő kemence két Al Oz csőből áll, amelyek egymáshoz vannak olvasztva, amelyeken platinahuzalok haladnak át. . A kemencébe helyezett minta hőmérsékletének mérésére termoelemet használnak. Az áramvezető vezetékek és a termoelem vezetékei az üvegbe vannak olvasztva, így biztosítva a csatlakozás tömítettségét.

A reflexiós csillapítási módszerek gyorsan javulnak. A visszaverődés gyengülését vagy a lencsék határrétegének kémiai összetételének megváltoztatásával érik el, vagy eltérő törésmutatójú réteget raknak le rájuk.

Az utóbbi időben az infravörös mikroszkópia, amelyben fényvisszaverő mikroszkópokat használnak, nagyon gyorsan fejlődik. A fáziskontraszt mikroszkópok nagy előrelépést értek el a felületek egyenetlenségeinek értékelésében. Az ultraibolya mikroszkópban a fáziskontraszt módszert is sikeresen alkalmazzák.

Egy egyszerű mikromanipulátor két, derékszögben elhelyezett faléccel ellátott keretből áll, amelyek a mikroszkóphoz kapcsolódnak és lehetővé teszik a rájuk rögzített mikrotűk, mikropipetták és mikroelektródák mozgását.

Pfeiffer Vákuumos fűtőasztal

Optikai eszközök méretét tekintve két poláris világot nyitott meg az ember előtt – a hatalmas kiterjedésű kozmikus és a legkisebb élőlények által lakott mikrokozmikus világot. Televíziós közvetítés, filmbemutató, gyors terepfelvétel, távolságok és sebességek pontos mérése csak optikai műszerek használatával lehetséges.

A leggyakoribb képeket alkotó eszközök. Ilyenek a teleszkóp és távcső, a mikroszkóp és a nagyító, a kamera és a diavetítő... A vetítőkészülék az egyik legjellegzetesebb képet alkotó készülék (1. kép). Ha a kivetítő film megjelenítésére alkalmas, akkor azt filmkamerának nevezik. Ha fóliák bemutatására használják, akkor ez egy diavetítő. Diavetítőben egy átlátszó fényképet - egy K kondenzátor fényével megvilágított D diát - helyeznek el a lencse fókuszsíkjához közel, hogy tiszta képet kapjanak a képernyőn. A kép mérete a projektor vászontól való távolságától függ. Ennek a távolságnak a megváltoztatásakor meg kell változtatni a lencse helyzetét a fóliákhoz képest. Ha a képernyő helyett megvilágított tárgyat helyez el, akkor az megjelenik a fóliák helyén. Ha fólia helyett fóliát tesz, és eltávolítja a kondenzátort, akkor egy kameraáramkört kap.

Az emberi szem optikai sémája is a fényképezőgépéhez hasonlít. A szem képet alkot a retináján. A retinán lévő tárgy képének mérete attól függ, hogy milyen szögben látjuk a tárgyat. Így a Nap szögátmérője 32. Ez a szög határozza meg a Nap retinán lévő képének méretét. Ha egy objektum két szélső pontját 1-nél kisebb szögben látjuk, ezek egyesülnek a retinán, és a tárgy pontként jelenik meg a megfigyelő számára. Ebben az esetben azt mondjuk, hogy a szem felbontása nem haladja meg az egy percnyi ívet.

A teleszkóp lehetővé teszi a távoli tárgy látható szögének növelését. Az első távcsövet a 17. század elején hozták létre. G. Galileo. Írjuk le egy távoli objektumból érkező sugarak útját egy modern távcsőben. A tárgy szélső pontjaiból párhuzamos sugarak esnek a lencsére, és körvonalazzák a tárgy kontúrját a fókuszsíkban. Az okuláron keresztül a képet nagyobb szögben tekintjük meg, mint , amelynél a tárgy szabad szemmel látható. A teleszkóp szögnagyítása. ábrán látható optikai séma. A 2. ábra egy refraktor diagramja - egy teleszkóp objektívvel. A tükörlencsével ellátott távcsövet reflektornak vagy fényvisszaverő teleszkópnak nevezik. Az első reflektort I. Newton építette 1668-ban (3. kép).

A D lencseátmérőjű teleszkóp lehetővé teszi olyan objektumok vagy objektumok pontjainak megfigyelését, amelyek szögtávolságban vannak, ha feltételezzük, hogy a tárgy által kibocsátott fényhullám hossza µm. Kiderült, hogy minél nagyobb a távcső átmérője, annál finomabb részleteit lehet megkülönböztetni a segítségével. A legnagyobb refraktorok esetében az objektív átmérője nem haladja meg a . Technikailag egyszerűbb nagy átmérőjű tükröt készíteni és reflektort építeni.

A világ legnagyobb, méteres tükrös távcsövét a Szovjetunióban építették. Változó galaxisok, pulzárok, kvazárok és más űrobjektumok megfigyelésére tervezték.

Ha egy kis tárgyat nagy szögben szeretne látni, akkor azt a lehető legközelebb kell hozni a szemhez. A szemlencse azonban egyértelműen ábrázol egy tárgyat a retinán, ha az a szemtől legfeljebb 10 cm-re van elhelyezve. Kisebb távolságok esetén a lencse maximális görbülete nem elegendő ahhoz, hogy tiszta képet kapjunk a retinán. Ezért a nagyon kicsi tárgyakat nagyítón vagy mikroszkópon keresztül vizsgálják - olyan eszközök, amelyek növelik a tárgy láthatósági szögét.

A 17. században feltalált nagyítók A. Leeuwenhoek holland természettudós, a mikroorganizmusok világának felfedezője 300-szoros növekedést adott. A mikroszkóp kialakítását az 1650-es években továbbfejlesztették. R. Hooke angol tudós. De egészen a 20-as évekig. 19. század a mikroszkópok nem vehették fel a versenyt a nagyon jó nagyítókkal. Előrelépés történt a komplex többlencsés lencsék fejlesztése révén. A mikroszkópban észlelhető objektum minimális méreteit a függőség határozza meg: A. Itt A egy körülbelül 1-gyel egyenlő állandó. Zöld fény esetén μm. Ahhoz, hogy egy tárgy G szögben látható legyen, elegendő 1000-szeres nagyítás.

A spektrális optikai műszereket a fény spektrális összetételének tanulmányozására tervezték. Fontos szerepet játszanak a tudomány fejlődésében, és mind a mikrokozmoszban zajló folyamatok tanulmányozására, mind pedig alkalmazott célokra használják. Például a modern spektrális berendezések segítségével meg lehet ítélni az atommag alakját és elvégezni egy anyag pontos elemanalízisét. Spektrális műszerre példa a spektroszkóp (4. ábra), amelyben az emissziós spektrum vizuálisan is megfigyelhető. A spektroszkóp fő része egy prizma vagy diffrakciós rács. A lencse a vizsgált sugárzást egy kollimátor résein gyűjti össze - egy olyan eszköz, amely alacsony divergenciájú fénysugarat - "párhuzamos" sugarat képez. Egy prizmán való áthaladás után egy ilyen sugár n különböző szögben haladó sugárrá változik, ha a sugárzás hosszúságú elektromágneses hullámokból áll. A képernyőn látható lencse az A rés képét adja, amely a spektrumot alkotja. Amikor "majdnem" monokromatikus sugárzást kell tanulmányozni, például egy vonal spektrális összetételét, egy nagy felbontású műszert sorba szerelnek egy spektroszkópiai prizma műszerrel. A nagy felbontású készülékek előzetes fénybontás nélkül nem használhatók, mert csak nagyon szűk hullámhossz-tartományban működnek.

A lézerek megalkotása új utakat nyitott az optikai műszerekben.

A modern lézergiroszkópok nagy mechanikai túlterhelés mellett is működnek, rakétákra és űrhajókra is felszerelhetők. Gyenge mágneses terek mérésére lézermagnetométereket, valamint részecskesebesség és méreteloszlás mérésére szolgáló eszközöket építettek. A lézer optikai radarokat sikeresen használják különféle célokra (5. ábra). A lézersugárzás nagy fényereje lehetővé teszi annak nagy távolságra történő továbbítását, a lézerimpulzus rövid időtartama pedig kivételes távolságmérési pontosságot biztosít. Érdekes a lézeres sebességmérő (6. ábra). A mozgó részecskékről visszaverődő lézerfény megváltoztatja az oszcilláció frekvenciáját. Normál sebességnél ez a Doppler-effektus miatti változás elhanyagolható. Márpedig a lézerfény nagy fázisstabilitása és monokromatikussága miatt mérhető, és a mért érték alapján meg lehet határozni egy részecske sebességét például turbulens folyadékáramlásban (lásd Turbulencia).

Fizikusok és mérnökök optikai számítógépet fejlesztenek. Tervezési kapacitása több mint 1 milliárd művelet másodpercenként, azaz tízszer több, mint a jelenleg létező leggyorsabb számítógépeké. Egy ilyen gép alapja lézeres eszközök lesznek. A memóriája pedig optikai lesz, holografikus adatrögzítésen alapul (lásd Holo-raffia). Egy 10 X 10-es hologramon több mint 100 millió egységnyi információ rögzíthető: ekkora információmennyiséghez körülbelül 1 millió oldalnyi nyomtatott szövegre lenne szükség. A holografikus optika segítségével ma már komplex matematikai számításokat, függvények differenciálását, integrálműveleteket végeznek, a legbonyolultabb egyenleteket oldják meg. Az optikai elemek számos eszköz tervezésének szerves részét képezik. Így a szabályozott optikai fóliák olyan képet tesznek lehetővé, amelyet a szem nem érzékel. elektromágneses sugárzás, alakítsa át látható sugárzássá.

A száloptikán alapuló optikai eszközök lehetővé teszik a megtekintést belső szervek emberi és megelőzheti a súlyos betegségeket.

Tehát a modern optikai műszerek feltétlenül szükségesek, és széles körben használatosak a nemzetgazdaság számos ágában, a tudományos kutatásban.

A cikk tartalma

OPTIKAI MŰSZEREK, olyan eszközök, amelyekben a spektrum bármely tartományának (ultraibolya, látható, infravörös) sugárzását átalakítják (átbocsátják, visszaverik, megtörik, polarizálják). A történelmi hagyomány előtt tisztelegve az optikai eszközöket általában látható fényben működő eszközöknek nevezik. Az eszköz minőségének kezdeti értékelése során csak a fő jellemzőit veszik figyelembe: a sugárzás koncentrálási képességét - fényerőt; a szomszédos képrészletek megkülönböztetésének képessége - felbontási képesség; egy tárgy méretének és képének aránya növekedés. Sok eszköz esetében a meghatározó jellemző a látómező – az a szög, amelynél a tárgy szélső pontjai láthatóak az eszköz közepéből.

Felbontóképessége.

Az eszköz azon képessége, hogy különbséget tudjon tenni két közeli pont vagy vonal között, a fény hullámtermészetének köszönhető. A feloldóképesség számértéke, például egy lencserendszer esetében, attól függ, hogy a tervező mennyire képes megbirkózni a lencse aberrációival, és gondosan ugyanarra az optikai tengelyre igazítja ezeket a lencséket. Két szomszédos leképezett pont felbontásának elméleti határa a középpontjuk és a diffrakciós minta első sötét gyűrűjének sugara közötti távolság egyenlő.

Növekedés.

Ha a tárgy hosszú H merőleges a rendszer optikai tengelyére, és a kép hossza H΄, akkor a növekedés m képlet határozza meg m = H΄/ H. A növekedés a gyújtótávolságtól és a lencsék egymáshoz viszonyított helyzetétől függ; megfelelő képletek vannak ennek a függőségnek a kifejezésére. Fontos jellemző a vizuális megfigyelés eszközei a látszólagos nagyítás M. A tárgy közvetlen megfigyelése és a készüléken keresztüli vizsgálata során a retinán keletkező tárgyképek méretarányából határozzák meg. Általában látható növekedés M kifejezni a hozzáállást M=tg b/tg a, ahol a az a szög, amelyben a megfigyelő szabad szemmel lát egy tárgyat, és b- az a szög, amelyben a megfigyelő szeme a tárgyat az eszközön keresztül látja.

Ha jó minőségű optikai eszközt szeretne létrehozni, optimalizálnia kell a fő jellemzőinek készletét - rekesznyílás, felbontás és nagyítás. Lehetetlen olyan jót készíteni, például egy távcsövet, amely csak nagy látszólagos nagyítást ér el, és kis fényerőt (rekeszt) hagy maga után. Gyenge lesz a felbontása, mivel ez közvetlenül függ a rekesznyílástól.

Az optikai eszközök kialakítása igen változatos, jellemzőiket az adott eszközök rendeltetése határozza meg. De ha bármilyen tervezett optikai rendszert kész optikai-mechanikus eszközzé alakítunk, az összes optikai elemet szigorúan az elfogadott séma szerint kell elhelyezni, biztonságosan rögzíteni, biztosítani kell a mozgó alkatrészek helyzetének pontos beállítását, és a membránokat el kell helyezni a kiküszöbölés érdekében. a szórt sugárzás nem kívánt háttere. Gyakran meg kell tartani a készülék belsejében a hőmérséklet és a páratartalom beállított értékeit, minimalizálni kell a rezgéseket, normalizálni a súlyeloszlást, biztosítani kell a hő eltávolítását a lámpákból és más kiegészítő elektromos berendezésekből. Érték csatolva megjelenés eszköz és könnyű használat.

Mikroszkópok.

Ha egy tárgyat egy pozitív (gyűjtő) lencsén keresztül nézünk, amely a lencse mögött nem távolabb helyezkedik el, mint a fókuszpontja, akkor a tárgy kinagyított képzeletbeli képe látható. Az ilyen lencse egy egyszerű mikroszkóp, és nagyítónak vagy nagyítónak nevezik. ábra diagramjából. 1 meghatározhatja a kinagyított kép méretét. Ha a szem párhuzamos fénysugárra van hangolva (a tárgy képe határozatlan távolságra van, ami azt jelenti, hogy a tárgy a lencse fókuszsíkjában helyezkedik el), a látszólagos nagyítás Mösszefüggésből határozható meg (1. ábra):

M=tg b/tg a = (H/f)/(H/v) = v/f,

Teleszkópok.

A teleszkóp felnagyítja a távoli tárgyak látható méretét. A legegyszerűbb teleszkóp sémája két pozitív lencsét tartalmaz (2. ábra). Távoli objektumból származó sugarak, párhuzamosak a teleszkóp tengelyével (sugarak aés cábrán. 2) az első lencse (objektív) hátsó fókuszában gyűlnek össze. A második lencse (okulár) gyújtótávolsága és a sugarak távolítják el a lencse fókuszsíkjától aés c ismét kilép a rendszer tengelyével párhuzamosan. Valami gerenda b, amely nem az objektum azon pontjairól származik, ahonnan a sugarak jöttek aés c, ferdén esik a a teleszkóp tengelyéhez, áthalad az objektív elülső fókuszán, majd párhuzamosan megy a rendszertengellyel. A szemlencse ferdén a hátsó fókuszba irányítja b. Mivel a lencse elülső fókuszától a megfigyelő szeméig terjedő távolság elhanyagolhatóan kicsi a tárgy távolságához képest, ezért a 2. ábra sémája alapján. 2 kaphat egy kifejezést a látszólagos növekedésre M távcső:

M= -tg b/tg a = –F/f vagy F/f).

A negatív előjel azt jelzi, hogy a kép fejjel lefelé van. A csillagászati ​​távcsövekben ez így is marad; A földi teleszkópok invertáló rendszert használnak a normál, nem pedig fordított képek megtekintéséhez. Az invertáló rendszer tartalmazhat további lencséket, vagy a távcsőhöz hasonlóan prizmákat.

Világító és vetítő eszközök.

Keresőlámpák.

A reflektor optikai sémájában a fényforrás, például egy elektromos ívkráter, egy parabola reflektor fókuszában van. Az ív minden pontjáról kiinduló sugarakat a parabolatükör szinte egymással párhuzamosan veri vissza. A sugárnyaláb kissé eltér, mert a forrás nem egy fénypont, hanem egy véges méretű térfogat.

Diaszkóp.

Ennek az eszköznek az optikai sémája, amelyet fóliák és átlátszó színes keretek megtekintéséhez terveztek, két lencserendszert tartalmaz: egy kondenzátort és egy vetítőlencsét. A kondenzátor egyenletesen megvilágítja az átlátszó eredetit, a sugarakat a vetítőlencsébe irányítva, amely az eredeti képét a képernyőre építi (4. ábra). A vetítőlencse biztosítja a fókuszálást és a lencsék cseréjét, ami lehetővé teszi a képernyő távolságának és a rajta lévő kép méretének megváltoztatását. A filmvetítő optikai sémája ugyanaz.

Spektrális műszerek.

A spektrális eszköz fő eleme lehet egy diszperzív prizma vagy egy diffrakciós rács. Egy ilyen készülékben először a fényt kollimálják, azaz. párhuzamos sugarak nyalábává formálják, majd spektrummá bontják, és végül a készülék bemeneti résének képe a spektrum minden hullámhosszára fókuszál a kimeneti résére.

Spektrométer.

Ebben a többé-kevésbé univerzális laboratóriumi berendezésben a kollimáló és fókuszáló rendszer elforgatható az asztal közepéhez képest, amelyen a fényt spektrumra bontó elem található. A készülék skálákkal rendelkezik például egy diszperzív prizma elfordulási szögeinek és a spektrum különböző színösszetevőinek az utána lévő eltérési szögeinek leolvasására. Az ilyen leolvasások eredményei alapján megmérik például az átlátszó szilárd anyagok törésmutatóit.

Spektrográf.

Ez annak a készüléknek a neve, amelyben a keletkező spektrumot vagy annak egy részét fényképészeti anyagon rögzítik. Kvarcból (210-800 nm tartomány), üvegből (360-2500 nm) vagy kősóból (2500-16000 nm) készült prizmából kaphatunk spektrumot. A spektrum azon tartományaiban, ahol a prizmák gyengén abszorbeálják a fényt, a spektrográf színképvonalai világosak. A diffrakciós ráccsal ellátott spektrográfokban ez utóbbiak két funkciót látnak el: spektrumra bontják a sugárzást, és a színkomponenseket a fényképészeti anyagra fókuszálják; ilyen eszközöket az ultraibolya tartományban is használnak.

Optikai eszközök.

Minden optikai eszköz két csoportra osztható:

1) eszközök, amelyek segítségével optikai képeket kapunk a képernyőn. Ide tartoznak a filmkamerák stb.

2) olyan eszközök, amelyek csak együtt működnek emberi szemekés ne hozzon létre képeket a képernyőn. Ide tartoznak a rendszer különféle eszközei. Az ilyen eszközöket vizuálisnak nevezik.

Kamera.

A modern kamerák összetett és változatos felépítésűek, de megfontoljuk, hogy egy kamera milyen alapelemekből áll, és hogyan működnek.

Minden fényképezőgép fő része az lencse - fényzáró kameratest elé helyezett objektív vagy lencserendszer (bal oldali ábra). Az objektív simán mozgatható a filmhez képest, hogy tiszta képet kapjon a rajta lévő kamerához közeli vagy távoli tárgyakról.

Fényképezés közben az objektívet enyhén kinyitják egy speciális redőny segítségével, amely csak a fényképezés pillanatában továbbítja a fényt a filmre. Diafragma szabályozza a filmre jutó fény mennyiségét. A kamera kicsinyített, inverz, valós képet készít, amelyet filmre rögzít. A fény hatására megváltozik a film kompozíciója, és rányomódik a kép. Láthatatlan marad mindaddig, amíg a filmet egy speciális oldatba – előhívóba – nem merítjük. Az előhívó hatására a film azon részei, amelyek fénynek voltak kitéve, elsötétülnek. Minél világosabb egy folt a filmen, annál sötétebb lesz az előhívás után. Az így kapott képet nevezik (a lat. negativus - negatív), rajta a tárgy világos helyei sötétek, a sötét helyek pedig világosak.

Annak érdekében, hogy ez a kép ne változzon a fény hatására, az előhívott filmet egy másik megoldásba - egy fixálóba - merítjük. Feloldja és kimossa a fólia azon részeinek fényérzékeny rétegét, amelyeket a fény nem érintett. Ezután a filmet mossuk és szárítjuk.

A negatívból (latin pozitivus - pozitív) kapnak, azaz egy képet, amelyen a sötét helyek ugyanúgy helyezkednek el, mint a fényképezett tárgyon. Ehhez a negatívot szintén fényérzékeny réteggel bevont papírral (fényképpapírra) felhordják és megvilágítják. Ezután a fotópapírt az előhívóba, majd a fixálóba mártjuk, mossuk és szárítjuk.

A film előhívása után a fényképek nyomtatásánál fényképészeti nagyítót használnak, amely a fotópapíron lévő negatív képét nagyítja.

Nagyító.

Ahhoz, hogy jobban láthassa a kis tárgyakat, használnia kell nagyító.

A nagyító egy bikonvex lencse, kis gyújtótávolsággal (10-1 cm). A nagyító a legegyszerűbb eszköz, amely lehetővé teszi a látószög növelését.

Szemünk csak azokat a tárgyakat látja, amelyek képe a retinán keletkezik. Minél nagyobb a tárgy képe, annál nagyobb látószögből tekintjük, annál világosabban megkülönböztetjük. Sok tárgy kicsi, és a legjobb látótávolságból látható a határértékhez közeli látószögben. A nagyító növeli a látószöget, valamint a tárgy retinán lévő képét, így a tárgy látszólagos méretét
növekszik a tényleges méretéhez képest.

Tantárgy AB a gyújtótávolságnál valamivel kisebb távolságra helyezzük el a nagyítótól (ábra a jobb oldalon). Ebben az esetben a nagyító közvetlen, felnagyított, gondolati képet ad A1 B1. A nagyítót általában úgy helyezik el, hogy a tárgy képe a legjobb látás távolságában legyen a szemtől.

Mikroszkóp.

Nagy szögnagyítások eléréséhez (20-tól 2000-ig) optikai mikroszkópok segítségével. A mikroszkópban lévő kis tárgyakról egy optikai rendszert használunk, amely egy objektívből és egy okulárból áll.

A legegyszerűbb mikroszkóp két lencsés rendszer: egy objektív és egy okulár. Tantárgy AB a lencse elé helyezzük, amely a lencse, távolról F1< d < 2F 1 és egy okuláron keresztül nézzük, amelyet nagyítóként használnak. A mikroszkóp G nagyítása megegyezik a G1 objektív nagyításának és a G2 szemlencse nagyításának szorzatával:

A mikroszkóp működési elve a látószög következetes növelésére csökken, először a lencsével, majd az okulárral.

vetítő eszköz.

A kivetítő eszközöket nagyított képek készítésére használják. Az írásvetítők állóképek készítésére szolgálnak, míg a filmvetítők olyan képkockákat készítenek, amelyek gyorsan helyettesítik egymást. barátok, és az emberi szem mozgóképként érzékeli őket. A vetítőkészülékben egy átlátszó filmre helyezett fényképet helyeznek el az objektívtől távolabb d, amely megfelel a feltételnek: F< d < 2F . A film megvilágítására elektromos lámpát (1) használnak. A fényáram koncentrálására egy 2 kondenzátort használnak, amely olyan lencserendszerből áll, amely a 3 filmkereten a fényforrásból származó divergens sugarakat gyűjti össze. nagyított, közvetlen, valós kép az 5. képernyőn érhető el

Távcső.

Távcsöveket vagy távcsöveket használnak a távoli tárgyak megtekintésére. A teleszkóp célja, hogy a lehető legtöbb fényt gyűjtse össze a vizsgált objektumról, és növelje annak látszólagos szögméreteit.

A teleszkóp fő optikai része egy lencse, amely összegyűjti a fényt és képet ad a forrásról.

A teleszkópoknak két fő típusa van: refraktorok (lencsék alapján) és reflektorok (tükrök alapján).

A legegyszerűbb teleszkóp - a refraktornak, mint a mikroszkópnak, van egy lencséje és egy okulárja, de a mikroszkóppal ellentétben a teleszkóp lencséjének nagy gyújtótávolsága van, a szemlencsének pedig kicsi. Mivel a kozmikus testek nagyon nagy távolságra helyezkednek el tőlünk, a belőlük érkező sugarak párhuzamos nyalábban mennek, és a lencse a fókuszsíkban gyűjti össze, ahol inverz, redukált, valós képet kapunk. A kép egyenessé tételéhez egy másik objektívet használnak.